فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال هفدهم شماره 3 (پاییز 1389)
  • سال هفدهم شماره 3 (پاییز 1389)
  • تاریخ انتشار: 1390/05/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • علی اکبر سبزی پرور، سامره سلیمانی، سیده شقایق میرمسعودی صفحه 1
    این پژوهش با هدف ارزیابی حساسیت مدل های برآورد تبخیر و تعرق پنمن- مانتیث- فائو 56 (56-PMF) و هارگریوز (HG) نسبت به متوسط بیشینه و کمینه دمای هوا در نواحی مرطوب شمال کشور تحت شرایط تغییر اقلیم انجام شد. به این منظور، با به کارگیری داده های هواشناسی 50 ساله 6 ایستگاه سینوپتیک بندرانزلی، رشت، رامسر، نوشهر، بابلسر و گرگان، مقادیر 0ET ماهانه با دو مدل بالا برآورد گردید. سپس مقادیر متوسط بیشینه و کمینه دمای هوا تحت سناریوهای مختلف به میزان 10-2 درصد تغییر داده شد و تغییرات 0ET در ازای این سناریوها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بیش ترین افزایش 0ET مربوط به مدل 56-PMF به میزان 23 درصد، به ازای افزایش 10 درصد بیشینه دمای هوا، در ماه های رشد گیاه بوده است. برعکس، 10 درصد افرایش نسبی در دمای کمینه هوا منجر به 7 درصد کاهش در مقادیر 0ET در ماه های تابستان در ایستگاه های مورد مطالعه گردید. به طورکلی حساسیت دو مدل ذکر شده نسبت به بیشینه دمای هوا بیش تر از کمینه دمای هوا بود. نتایج نشان داد در مقادیر کم نوسانات دمایی (کم تر از 8 درصد)، رفتار هر دو مدل تقریبا خطی بوده، ولی در نوسانات شدیدتر دمایی (بالای 10 درصد) تغییرات 0ET غیرخطی می شود. مقایسه نتایج دو مدل نشان داد که به دلیل لحاظ شدن اثر پس خورد مولفه تابش خالص طول موج بلند و کمبود فشار بخار آب در مدل آیرودینامیکی پنمن، این مدل حساسیت منطقی تری را به نوسانات اقلیمی دمای بیشینه و دمای کمینه هوا از خود نشان می دهد. در ضمن، حساسیت مدل های به کار رفته نسبت به کمینه و بیشینه دمای هوا متفاوت بوده و تا حدودی به موقعیت جغرافیایی و فصل سال بستگی دارد. در بررسی اثر پدیده های فرا اقلیمی مانند پدیده انسو، نوسانات اطلس شمالی و نوسانات مدیترانه ای بر دامنه تبخیر و تعرق گیاهی، استفاده از مدل های ساده مانند مدل هارگریوز توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: تبخیر تعرق گیاه مرجع، سناریوهای تغییر اقلیم، بیشینه و کمینه دمای هوا، اقلیم مرطوب ساحلی
  • فرزین پرچمی عراقی، سیدمجید میرلطیفی، شجاع قربانی دشتکی، محمدحسین مهدیان صفحه 25
    به منظور جلوگیری از تخریب اراضی و آلودگی خاک و آب، شناخت فرآیند های مربوطه و کمی نمودن روابط بین آن ها امری اجتناب ناپذیر می باشد. فرآیند نفوذ آب به خاک یکی از مهم ترین اجزای چرخه هیدرولوژی است. از سوی دیگر، اندازه گیری آن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. در این پژوهش، امکان برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک، در زمان های مشخصی از آغاز فرآیند نفوذ با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک و به کمک توابع انتقالی خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده های به دست آمده از آزمایش های نفوذپذیری به روش استوانه های مضاعف در 210 نقطه از مناطق مختلف کشور جمع آوری شد. خاک ها در محدوده بافتی لوم تا رسی قرار داشت. همچنین، با حفر پروفیل در نزدیکی نقاط اندازه گیری نفوذ آب به خاک، لایه های پدوژنیک خاک مشخص و از دو افق بالایی نمونه برداری و ویژگی های رطوبت اولیه، جرم ویژه ظاهری خاک، فراوانی نسبی ذرات، میزان ماده آلی، درصد سنگ ریزه، میزان آهک، ظرفیت زراعی و رطوبت پژمردگی دایم اندازه گیری شد. سپس با استفاده از این ویژگی ها و رگرسیون چندگانه گام به گام، توابعی پارامتریک برای برآورد نفوذ تجمعی در زمان های 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90، 120، 150، 180، 210، 240 و 270 دقیقه از ابتدای آزمایش نفوذپذیری و زمان نفوذ پایه پی ریزی گردید. نتایج اعتباریابی توابع پی ریزی شده بیانگر آن بود که تمامی توابع پی ریزی شده، نفوذ تجمعی را کم برآورد نموده اند. همچنین، با افزایش زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، مقدار آماره ریشه میانگین مربعات خطا افزایش یافت. مقادیر آماره کارآیی مدل در تمامی توابع استخراج شده مقداری مثبت و به طورکلی، با گذشت زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، دارای روندی افزایشی بود. این امر بیانگر آن بود که با افزایش زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، کارآیی مدل های رگرسیونی پی ریزی شده، بهبود یافته است. همچنین، توابع انتقالی پی ریزی شده منحنی نفوذ تجمعی را با میانگین خطایی برابر با 90/6 سانتی متر برآورد نمودند. نتایج نشان داد که در سطح احتمال 1 درصد، می توان منحنی نفوذ تجمعی برآورد شده را به عنوان یکی از تکرارهای یک آزمایش نفوذپذیری معتبر پذیرفت.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی خاک، فرآیند نفوذ، مدل کوستیاکوف، لوییز، نفوذ تجمعی
  • مسعود عشقی زاده، نادر نورا صفحه 45
    قنات یا کاریز از شگفت انگیزترین کارهای دسته جمعی تاریخ بشری است که برای آب رسانی به مناطق کم آب و تامین آب شرب انسان، دام و زراعت و با کار گروهی و مدیریت و برنامه ریزی به وجود آمده است اما یکی از معایب اصلی آن خروج همیشگی آب است. ترکیب فن آوری سدهای زیرزمینی با قنات می تواند روش نوینی برای حل این مشکل ارایه نماید؛ به این ترتیب آب قنات در آبرفت پشت سد ذخیره می گردد و سفره آب زیرزمینی تغذیه کننده قنات از نظر کمی بهبود می یابد؛ اما لازمه به کارگیری این تکنولوژی انجام بررسی های مفصل بر روی قنات جهت تعیین محل مناسب احداث آن است. در این مطالعه تعیین محل مناسب احداث سد زیرزمینی بر روی قنات با انجام یک مطالعه موردی بر روی قنات دهن چنار واقع در حوزه آبخیز کلات شهرستان گناباد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا بازه هایی از قنات که پتانسیل اولیه جهت احداث سد زیرزمینی را دارا می باشند، شناسایی و تعیین گردید؛ سپس در طول بازه های مناسب تعیین شده، نقاطی که شرایط لازم برای احداث سد زیرزمینی بر روی قنات را دارا می باشند به عنوان نقاط پیشنهادی مشخص شد. در انتها مناسب ترین نقطه جهت احداث سد زیرزمینی بر روی قنات با استفاده از شاخص ظرفیت آبرفتی شناسایی و تعیین گردید. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد از حدود 1000 متر طول قنات تحت بررسی تنها 2 نقطه جهت احداث سد زیرزمینی وجود دارد که مناسب ترین آن با استفاده از شاخص ظرفیت آبرفتی قابل تعیین است.
    کلیدواژگان: قنات، سد زیرزمینی، شاخص ظرفیت آبرفتی، حوزه آبخیز کلات گناباد
  • شهلا حاجی زاد، عباس صمدی، سید علیرضا موحدی نایینی، فرهاد خرمالی صفحه 65
    منحنی های کمیت به شدت (Q/I) و پارامترهای مشتق از آن ها اطلاعات مفیدی را در خصوص قابلیت استفاده پتاسیم فراهم می کنند. این پژوهش برای تعیین پارامترهای کمیت به شدت پتاسیم شامل پتاسیم آسان قابل تبادل (Ko∆)، نسبت فعالیت تعادلی پتاسیم (ARek)، پتاسیم سخت قابل تبادل (Kx)، پتانسیل ظرفیت بافری پتاسیم (PBCk) و انرژی تبادل پتاسیم (Ek) و رابطه های موجود بین آن ها با شکل های پتاسیم، کانی های رس خاک و خصوصیات فیزیکوشیمیایی 18 نمونه خاک آهکی متعلق به 4 زیرگروه اصلی شامل تیپیک هاپلوزرپت، تیپیک کلسی زرپت، تیپیک اند آکیوئپت و فلوئنتیک هاپلوزرپت از تاکستان های استان آذر بایجان غربی اجرا شد. تجزیه پراش پرتو ایکس نشان داد که ایلایت و کلرایت کانی های غالب خاک های مورد مطالعه تشکیل دادند. مقدار پتاسیم آسان قابل تبادل (Ko∆) بین 020/0 و 85/0 (کالری مول بر کیلوگرم)، نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل (ARek) بین 0014/0 و 019/0 (مول بر لیتر)، مقدار پتانسیل ظرفیت بافری پتاسیم (PBCK) بین 18 و 103 5/0(مول بر لیتر) / (کالری مول بر کیلوگرم) و مقدار انرژی تبادل پتاسیم (EK) بین 2348- و 3898- (کالری بر مول) متغیر بود. مقادیر شکل های محلول (So-K)، تبادلی (Ex-K) و غیرتبادلی پتاسیم (NEx-K) به ترتیب در دامنه 56/0-07/0 (کالری مول بر کیلوگرم)، 4/1-42/0 و 6/2-20/0 (کالری مول بر کیلوگرم) قرار داشتند. رابطه های مثبت و معنی داری بین NEx-K و ایلایت (001/0P≤، 82/0=2R) مشاهده شد. خاک های تیپیک هاپلوزرپت با مقدار پتاسیم تبادلی و محلول بالا، دارای بیش ترین مقدار ARek بودند، در حالی که در خاک های تیپیک اند آکوئپت با بیش ترین کلرایت در بخش رس خاک، مقدار این پارامتر حداقل بود. همبستگی معنی داری بین PBCK و میزان رس (001/0P≤، 90/0=2R) و CEC (001/0P≤، 80/0=2R) مشاهده گردید. بیش ترین میزان PBCK در خاک های تیپیک کلسی زرپت مشاهده شد که با بیش ترین مقدار رس و ظرفیت تبادل کاتیون همراه بود. مقدار PBCk بیش تر خاک های مورد مطالعه در سطح مطلوبی قرار داشت و بیانگر توانایی بالای خاک ها در حفظ و نگهداری شدت پتاسیم در فاز مایع خاک برای مدت طولانی می باشد.
    کلیدواژگان: پتاسیم، پارامترهای کمیت به شدت، شکل های پتاسیم، کانی شناسی
  • اسماعیل دردی پور، مهدی بحرینی طوحان صفحه 85
    همانند اجزای معدنی خاک، مواد آلی خاک1 نیز نقش مهمی را در شیمی خاک ایفا می کند. رفتار خاک ها تحت تاثیر نوع و میزان ماده آلی موجود در آن هاست، تجزیه مواد آلی موجود در خاک ها مهم ترین عامل تولید اسیدهای آلی در خاک، که باعث هوازدگی کانی های رسی (منبع عمده پتاسیم غیرتبادلی) و رهاسازی پتاسیم غیرتبادلی می شوند، می باشد. علاوه بر مقدار پتاسیم غیرتبادلی، سرعت رهاسازی و در دسترس قرار گرفتن این جزء از پتاسیم در طول دوره رشد گیاه نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. این آزمایش به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در 3 تکرار انجام شد. فاکتور اول شامل 4 سری خاک غالب استان گلستان و فاکتور دوم شامل تیمار شاهد، حذف ماده آلی با آب اکسیژنه و هیپوکلریت سدیم بود. نتایج نشان داد که هیپوکلریت سدیم (NaOCl) ماده آلی بیش تری را نسبت به آب اکسیژنه حذف کرد، که بیانگر توانایی کم تر آب اکسیژنه در حذف ماده آلی می باشد. میزان رها سازی پتاسیم غیرتبادلی از خاک ها، در حضور و بدون حضور ماده آلی تعیین شد. نتایج آزمایش های سینتیکی نشان داد که میزان کل پتاسیم غیرتبادلی رها شده از خاک ها در هر سه تیمار پس از پایان زمان عصاره گیری در سری علی آباد بیش ترین بود. کم ترین میزان رهاسازی پتاسیم غیرتبادلی در تیمار شاهد مربوط به سری کردکوی و در دو تیمار حذف ماده آلی مربوط به سری دلند بود. در تیمار حذف ماده آلی با آب اکسیژنه در مقایسه با تیمار شاهد، پتاسیم بیش تری از همه خاک ها رها شد، برعکس در تیمار حذف با هیپوکلریت سدیم نسبت به شاهد، پتاسیم کم تری رهاسازی شد. بنابراین ماده آلی اثرات مستقیم و غیرمستقیمی بر میزان شکل های شیمیایی پتاسیم و همچنین سینتیک رهاسازی آن دارد.
    کلیدواژگان: پتاسیم، ماده آلی، اسیدهای آلی، سینتیک رهاسازی
  • علیرضا واعظی، حسینعلی بهرامی، سیدحمیدرضا صادقی، محمدحسین مهدیان صفحه 105
    هدررفت خاک به طور گسترده با استفاده از رابطه جهانی فرسایش خاک تصحیح شده (RUSLE) در سراسر جهان پیش بینی می شود. فرسایش پذیری خاک (K) به عنوان یکی از عوامل موثر در هدررفت خاک می باشد که برآورد آن برای پیش بینی فرسایش آبی ضروری است. در این پژوهش هدررفت خاک در کرت های استاندارد تحت 41 رخداد طبیعی باران در 36 زمین تحت آیش با شیب 9 درصد در شهرستان هشترود، که ناحیه ای نیمه خشک در شمال غرب ایران می باشد از سال 1386-1384 اندازه گیری گردید. مقدار K براساس هدررفت خاک در واحد عامل فرسایندگی باران- روان آب (R) اندازه گیری و بر مبنای میانگین هندسی قطر ذرات خاک برآورد شد. مقدار K برآوردی (برابر 038703/0 تن ساعت در مگاژول میلی متر) به طور میانگین 98/50 برابر بزرگ تر از مقدار اندازه گیری شده (000483/0 تن ساعت بر مگاژول میلی متر) در 36 زمین بود. تجزیه رگرسیونی نشان داد که مقدار K اندازه گیری شده، به طور معنی داری با پایداری خاک دانه و نفوذپذیری خاک (90/0=2R و 001/0P<) ارتباط دارد. بررسی رابطه بین K اندازه گیری شده و ویژگی های مستقل خاک با قابلیت اندازه گیری آسان (ذرات معدنی، سنگ ریزه، ماده آلی، آهک و پتاسیم) نشان داد که بین مقدار K و انحراف معیار هندسی قطر ذرات، ماده آلی و آهک رابطه ای معنی دار (82/0=2R و 001/0P<) وجود دارد. این پژوهش آشکار کرد که پایداری خاک دانه و نفوذپذیری دو ویژگی مهم وابسته خاک از نظر فرسایش پذیری هستند که تحت تاثیر ذرات معدنی، ماده آلی و آهک قرار می گیرند. ویژگی هایی از خاک که موجب افزایش پایداری خاک دانه یا نفوذپذیری شده موجب کاهش فرسایش پذیری می گردند. همچنین آهک از جمله ویژگی هایی است که در کاهش فرسایش پذیری در خاک های نواحی نیمه خشک نقشی مهم دارد.
    کلیدواژگان: مدل RUSLE، عامل فرسایش پذیری خاک، ناحیه نیمه خشک، هشترود
  • محبوبه فلاحتگر، عبدالرضا بهره مند، واحدبردی شیخ، عبدالناصر اترک چالی صفحه 125
    یکی از روش های محاسبه سرعت جریان در علم هیدرولیک، هیدرولوژی و همه مطالعات آب به خصوص در مهندسی رودخانه و کنترل سیل استفاده از معادله مانینگ می باشد. در این پژوهش مطالعه ای بر روی دو دامنه جهت شبیه سازی جریان آب در هنگام روان آب مصنوعی صورت گرفت، تا اثرات پوشش گیاهی بر ضریب زبری مانینگ دامنه از طریق اندازه گیری میدانی در مراتع آق قلا استان گلستان تعیین شود. این مطالعه بر روی دو پلات به عرض 2 متر و طول 18 متر با دو شیب 1/4 و 9/12 درصد در دو حالت با پوشش و بدون پوشش با پمپاژ آب توسط موتوری که به یک تانکر متصل بود انجام گرفت. مطالعه حاضر در 20 تکرار انجام شد و شیب طولی و درصد پوشش هر دامنه محاسبه گردید. سپس محاسبه سرعت جریان هر دامنه در هر تکرار، همچنین تعیین شعاع هیدرولیکی هر دامنه در 6 مقطع در هر تکرار صورت پذیرفت. ضریب زبری مانینگ n در حالت با پوشش و بدون پوشش در دامنه با شیب 1/4 درصد به ترتیب مقادیر 0557/0 و 0510/0 و نیز در دامنه با شیب 9/12 درصد به ترتیب مقادیر 0652/0 و 0564/0 برآورد شد. بعد از محاسبه ضریب مانینگ دامنه ها در تمام تکرارها، نتایج با استفاده از آزمون t مقایسه و نشان داد که پوشش گیاهی در دامنه ها، حتی به مقدار کم باعث افزایش معنی دار ضریب مانینگ می گردد. در این پژوهش شیوه اجرای آزمایش در طبیعت جدید بوده و همچنین تمرکز پژوهش، بر جریان ورقه ای روان آب و نیز ضریب زبری به دست آمده از پوشش گیاهی غیرمستغرق می باشد که در گذشته مطالعات کم تری در این زمینه صورت گرفته است.
    کلیدواژگان: ضریب زبری مانینگ، پوشش گیاهی غیرمستغرق، دامنه تپه ماهورهای مراتع اینچه برون آق قلا
  • نادر نورا، عباس خاک سفیدی، طیب رضیئی صفحه 143
    انتخاب بارش طراحی گامی مقدماتی در بیش تر روش های معمول برای برآورد سیلاب طراحی است. بارش طراحی که نتیجه آن در سیلاب طراحی می باشد دارای خصوصیاتی مانند توزیع زمانی بارندگی در مدت بارندگی است. در این پژوهش، برای تعیین الگوی توزیع زمانی بارش از داده های ایستگاه باران سنج ثبات در ایستگاه سینوپتیک شهرستان زابل استفاده شده و همه رگبارهای شدید هر ایستگاه در تداوم های 1، 2، 3، 6، 9، 12، 18 و 24 ساعته قرار گرفته است. روش کار پیل گریم مبتنی بر تجزیه رگبارها به چهار چارک و محاسبه درصد مقدار بارش در هر چارک و رتبه دهی به چارک ها بوده و سپس با میانگین گیری رتبه ها در هر چارک رتبه شاخص مشخص و در نهایت الگوی نهایی هر تداوم به دست می آید. به منظور ارزیابی آماری داده های توزیع با زمان دلخواه بعد از تشکیل جدول توافقی از آزمون کای اسکوئر استفاده شد. اساس روش هاف این است که در هر تداوم بر مبنای این که بیش ترین مقدار بارش در کدام چارک اتفاق افتاده، رگبارهای چارک اولی، دومی، سومی و چهارمی مشخص و منحنی های مربوطه با احتمال های 90-10 درصد ترسیم می گردد. نتایج به دست آمده از مقایسه دو روش نشان می دهد که: روش پیل گریم ساده و گویاتر از روش هاف بوده و در صورت دسترسی به داده های مناسب در عین سادگی از دقت مناسبی هم برخوردار می باشد. مقایسه الگوی زمانی روش پیل گریم و منحنی احتمال 50 درصد روش هاف نشان می دهد که نتایج این دو روش در هر توزیع دارای الگوی یکسان می باشد. بهترین حالت برای رسم منحنی احتمالات روش هاف در هر تداوم این است که همه رگبارهای چارک اول، دوم، سوم و چهارم آن تداوم را با هم یک جا در نظر گرفت. که در این حالت منحنی های به دست آمده واضح تر و دقیق تر خواهند بود.
    کلیدواژگان: الگوی توزیع زمانی، بارندگی رگباری، روش پیل گریم و هاف
  • محمد موسوی بایگی، بتول اشرف، احمد نظامی صفحه 161
    چرخه های یخ و ذوب که به دلیل کاهش و افزایش پیوسته دما در طول یک دوره زمانی کوتاه مدت ایجاد می شوند، یکی از عوامل مهم ایجاد خسارت در گیاهان زراعی و باغی در مناطق مستعد آن می باشند. در این پژوهش برای محاسبه فراوانی نسبی چرخه های یخ و ذوب در استان خراسان رضوی، داده های دمای کمینه و بیشینه روزانه 9 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در طی 20 سال آماری (1387-1368) مورد استفاده قرار گرفت. همچنین 6 گستره دمایی مشخص شامل: دماهای کمینه کوچک تر و مساوی 2- و دماهای بیشینه بزرگ تر و مساوی 2 (A)، دماهای کمینه کوچک تر و مساوی 3- و دماهای بیشینه بزرگ تر و مساوی 3 (B)، دماهای کمینه کوچک تر و مساوی 5- و دماهای بیشینه بزرگ تر و مساوی 5 (C)، دماهای کمینه برابر 2- و بیشینه بزرگ تر از 2 (D)، دماهای کمینه برابر 3- و بیشینه بزرگ تر از 3 (E) و دماهای کمینه برابر 5- و بیشینه بزرگ تر از 5 (F) که امکان رخداد این پدیده در آن ها بیش تر است، در نظر گرفته شد. پس از پردازش داده ها توسط یک برنامه کامپیوتری در محیط FORTRAN، میانگین ماهانه، فصلی و سالانه و سپس فراوانی نسبی ماهانه و فصلی تعداد روزهای وقوع این پدیده در هر یک از ایستگاه های موجود محاسبه گردید. بررسی نمودارهای فصلی نشان داد که گرچه فراوانی نسبی چرخه های یخ و ذوب در زمستان بیش تر از سایر فصول است اما غلات سرمادوست و درختان میوه در این فصل به دلیل پدیده خوسرمایی نسبت به پاییز و بهار، کم تر متحمل خسارت می شوند. در بررسی ماهانه نتایج نیز، مشاهده شد که در مهرماه، احتمال خسارت به گیاهان زراعی مانند پنبه و یا چغندرقند در مناطقی مانند سبزوار، گناباد و کاشمر کم تر از مناطقی مانند مشهد، سرخس و نیشابور می باشد. در ماه های فروردین و اردیبهشت نیز، درختان میوه در شهرستان هایی مانند نیشابور، تربت حیدریه و گلمکان، احتمالا دچار خسارت خواهند شد. همچنین در این 2 ماه، کشت زودهنگام پنبه در مناطقی مانند سبزوار، کاشمر و نیشابور، پرمخاطره است.
    کلیدواژگان: چرخه های یخ و ذوب، دمای کمینه، دمای بیشینه، دمای بحرانی، خوسرمایی
  • جابر فلاح زاده، محمدعلی حاج عباسی صفحه 179
    کربوهیدرات، کربن آلی ذره ای1 و توزیع مواد آلی در خاک دانه ها عواملی هستند که تاثیر به سزایی بر وضعیت ساختمانی خاک دارند. این پژوهش در یک خاک رسی در دشت جوانمردی (شرق لردگان، زاگرس مرکزی) با اهداف زیر انجام شد: 1) بررسی اثر تبدیل مرتع تخریب شده به اراضی کشاورزی (گندم) بر مقدار کربن آلی کل، کربن آلی ذره ای، نیتروژن کل، کربوهیدرات قابل عصاره گیری با اسید رقیق و آب داغ، 2) تعیین مقادیر کربن آلی، نیتروژن کل و کربوهیدرات قابل عصاره گیری با اسید رقیق در خاک دانه ها. نمونه برداری خاک در مرتع تخریب شده و اراضی کشاورزی در دو عمق 5-0 و 15-5 سانتی متری انجام گرفت. نتایج نشان داد که کربوهیدرات ها حدود 5/6-6/3 درصد و کربن آلی ذره ای، 52-39 درصد از کربن آلی کل را تشکیل می دهند. تبدیل مرتع تخریب شده به اراضی کشاورزی سبب افزایش معنی دار کربن آلی کل، کربن آلی ذره ای، نیتروژن کل، کربوهیدرات قابل عصاره گیری با اسید رقیق و آب داغ شده است. بین خاک دانه های خاک مرتع از نظر مقدار کربن آلی، نیتروژن کل و کربوهیدرات تفاوت معنی داری دیده شد، به طوری که با افزایش اندازه خاک دانه از 1-05/0 میلی متر، مقدار مواد آلی نیز افزایش یافت. با این وجود، در خاک کشاورزی رابطه ای مشخص بین اندازه خاک دانه و مقدار مواد آلی مشاهده نشد. در خاک کشاورزی به خاطر درشت تر بودن بقایای گیاهی وارد شده به خاک، نسبت کربن آلی ذره ای به کربن آلی کل بیش تر از خاک مرتع تخریب شده است. در مجموع، مقدار کربن آلی در خاک دانه های درشت نسبت به خاک دانه های ریز بیش تر بود، در نتیجه عواملی که پایداری یا تخریب این خاک دانه ها را کنترل می کنند، می توانند ذخایر کربن آلی خاک را نیز کنترل نمایند.
    کلیدواژگان: خاک دانه، مواد آلی خاک، کربن آلی ذره ای، مرتع تخریب شده، اراضی کشاورزی
  • گزارش
  • سمیه انگبینی، افشین هنربخش صفحه 195
    شدت تبخیر و تعرق پتانسیل برای برنامه ریزی آبیاری مورد نیاز می باشد و معمولا براساس روش هایی مبتنی بر داده های اقلیمی تخمین زده می شود. در حال حاضر روش فائو- پنمن مانتیس یک روش قابل قبول برای تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل است. در این پژوهش، میزان کارایی روش منطق فازی و شبکه عصبی در تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل روزانه و مقایسه آن با روش تشتک تبخیر کلاس A مورد بررسی قرار گرفته است. روش منطق فازی با 6 پارامتر ورودی دارای ضریب تعیین 88/0 و خطای، 74/0 میلی متر در روز، در مقایسه با سایر روش ها دارای دقت بالاتر و خطای کم تر بود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق پتانسیل، منطق فازی، پنمن، مانتیس، شبکه های عصبی مصنوعی
|
  • A.A. Sabziparvar, S. Soleymani, S.Sh. Mirmasoudi Page 1
    The main aim of this study was to evaluate sensitivity of ET0 values estimated by Penman-Monteith FAO 56 (PMF-56) and Hargreaves (HG) models to the mean maximum (Tmax) and mean minimum air temperatures (Tmin) in humid regions of northern Iran. For this purpose, a 50-year meteorological quality controlled data from 6 synoptic stations were applied and their daily ET0 values were estimated by PMF-56 and HG methods for the same period. The average Tmax and Tmin values were then altered from 2 to 10 percents under various scenarios and the corresponding ET0 values were recalculated and compared with the initial ET0 values. The results showed that the maximum relative increase of ET0 values is observed in summer months by 10% increase in Tmax. In general, the sensitivity of both ET0 models to the maximum temperature was higher than minimum temperature. In contrast, a 10% increase in Tmin during summer months caused up to 7% drop in ET0. It is shown that in small temperature variations (less than 8%), the response of the ET0 models is linear. However, higher temperature variations (more than 10%) caused non-linear results. The comparison of HG and PMF-56 results revealed that the sensitivity of PMF-56 aerodynamic model to the Tmin and Tmax flactuations was more realistic than the HG model, because of considering outgoing long-wave radiation and vapor pressure deficit in PMF-56 model. The results indicated that the sensitivitiy of the HG and PMF-56 models to the temperature parameters depend on the geographical location and the season. When the effect of teleconnection events (ENSO, NAO, MJO) on ET0 variability is studied, the application of Hargreaves model is not recommended.
  • F. Parchami Araghi, S.M. Mirlatifi, Sh. Ghorbani Dashtaki, M.H. Mahdian Page 25
    In order to prevent land degradation and soil and water pollution, realizing the respective processes and quantifying their relationships is unavoidable. Infiltration process is one of the most important components of the hydrological cycle. On the other hand, the direct measurement of infiltration process is laborious, time consuming and expensive. In this study, the possibility of predicting cumulative infiltration in specific time intervals, using readily available soil data and Pedotransfer Functions (PTFs) was investigated. For this purpose, 210 double ring infiltration data were collected from different regions of Iran. Soil texture ranged from loam to clay. Basic soil properties of the two upper pedogenic horizons including initial water content, bulk density, particle-size distributions, organic carbon, gravel content, CaCO3 percent and soil water contents at field capacity and permanent wilting point were determined on each soil sample. The parametric PTFs were then developed to predict the cumulative infiltration at times 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270 minutes after the start of the infiltration test and the time of basic infiltration rate, using the stepwise regression method. The results of reliability test indicated that all derived PTFs underestimated the cumulative infiltration. Also, the obtained RMSEs at small times were lower than those obtained at the ending times of the infiltration process. EF statistic had positive values and increased with time increasing. The EF values indicated that the efficiency of the derived PTFs improved during the time increasing. Also, developed PTFs had a mean RMSD of 6.90 cm in estimating the cumulative infiltration curve. Results indicated that at the 1% probability level, the estimated cumulative infiltration curve can be accepted as one of the replicates of a reliable infiltration test.
  • M. Eshghizadeh, N. Noura Page 45
    Qanat or Kariz is one of the most surprising collective works of human history that is used for water supply in water shortage regions in order to provide water for drinking, agriculture and livestock in these regions. One of the main problems of Qanat is permanent exit of water. Use of underground dams on Qanat could produce a new method as a solution for this problem. Thus Qanat water is stored in alluvium behind the dam and improve groundwater reservoir of Qanat. But using this technology requires comprehensive studies to determine the suitable site of underground dam construction on Qanat. In this research in order to determine the suitable sites of underground dam construction, a case study on Dahan Chenar Qanat in Kalat watershed of Gonabad is presented. At first the suitable span of Qanat that has initial conditions for underground dams construction is identified and determined. Then in every one of the length span determined suitable sites that have best conditions for construction of underground dams were proposed. At the final stage for all proposed sites the best point for underground dam construction on Qanat via Alluvial Capacity Index was determined. The results of this study showed from total 1000 m length of surveyed Qanat there are only 2 points for construction of underground dams that are the best point determined via Alluvial Capacity Index.
  • Sh. Hajizad, A. Samadi, S.A.R. Movahedi Naeini, F. Khormali Page 65
    Quantity-intensity (Q/I) curves and their derived parameters provide general information about soil K availability. The present study was conducted to assess the potassium Q/I parameters including readily exchangeable K (∆Ko), equilibrium activity ratio (ARek), specific K sites (Kx), lineare potential buffering capacity (PBCk), energy of exchange of K (Ek) and their relationships with forms of potassium, clay mineralogy and the properties of 18 surface soils samples belonging to four main subgroups: Typic Endoaquepts, Fluventic Haploxerepts, Typic Calcixerepts and Typic Haploxerepts in the vineyard growing areas of Western Azarbaijan province. X-ray diffraction analysis showed that illite and chlorite were the dominate clay minerals. The ARek values ranged from 0.0014 to 0.019 (moles/L)0.5. The readily exchangeable K (∆Ko) varied from 0.020 to 0.85 (cmol/kg soil). The values of soil solution K (So-K), exchangeable K (Ex-K) and non exchangeable K (NEx-K) varied from 0.070 to 0.56, 0.42 to 1.4 and 0.2 to 2.6 (cmol/kg soil), respectively. There was highly significant positive relationship between NEx-K and illite contents (R2=0.82, P≤0.001). Significant positive correlation observed between PBCK and clay content (r=0.90, P≤0.001) and CEC (r=0.80, P≤0.001). The highest PBCK values were associated with the Typic Calcixerepts soils which had the greatest clay contents and CEC. The highest AReK value was observed in the Typic Calcixerepts soils with high values of exchange also solution potassium while the lowest values was observed in Typic Endoaquept soils with higher chlorite content in the clay fraction. The soils showed high capacities to maintain the potential of K against depletion, as they represented high potential buffering capacities (PBCk) [18-103 (cmolc/kg)/(mol/L)0.5]
  • E. Dordipour, M. Bahreini Touhan Page 85
    Soil organic matters (SOM) like soil mineral components also play an important role in soil chemistry. Soils responses are affected by the type and quantity of SOM. Decomposition of SOM is the most important factor in the production of acids in soil, which cause weathering of clay minerals (main resource of NEK) and releasing NEK. Besides the NEK quantity, the rate of potassium release and its availability in plant growth period are significantly important. The experiment was carried out as a factorial in completely randomized design including two factors, with three replications. First factor included four dominant soil series of Golestan province and the second factor contained blank, removal of SOM through H2O2 and NaOCl treatments. The results showed that NaOCl removed more SOM than H2O2. This means that H2O2 has less ability in the removal of SOM. The rate of NEK release was determined in soils with and without SOM. Kinetic experiments results indicated that total quantity of NEK from the soils in all treatments was maximum in Aliabad series at the end of extraction. The rates of NEK release were minimum at blank in Kordkoy series and in both SOM removed treatments in Daland series. More K was released in all soils in H2O2 removed treatment; whereas less K was released in NaOCl treatment. Consequently, SOM has direct and indirect effects on the chemical forms of K quantity and its kinetic release.
  • A.R. Vaezi, H.A. Bahrami, S.H.R. Sadeghi, M.H. Mahdian Page 105
    Soil loss is commonly predicted using the revised universal soil loss equation (RUSLE) worldwide. Soil erodibility (K) is one of factors affecting soil loss essential to predict water erosion. In this study, soil loss was measured under 41 natural rainfall events at standard plots located in 36 different fallow lands with 9% slope in Hashtroud, a semi-arid region in the northwestern of Iran from March 2005 to March 2007. Soil erodibility factor (K) values were measured based on the soil loss per unit of rainfall-runoff erosivity factor (R) and also estimated on the basis of geometric mean diameter of soil particles (Dg) for 36 lands. Estimated K value (0.038703 t h MJ-1 mm-1) was on average 50.98 times higher than the measured value (0.000483 t h MJ-1 mm-1) in 36 lands. Regression analysis indicated that the measured K is significantly (P<0.001, R2=90) related to the aggregate stability and soil permeability. Relationship between the measured K value and easily-measurable soil properties (mineral particles, gravel, organic matter, lime and potassium) was analyzed. Results showed that the measured K value is significantly (P<0.001, R2=0.82) influenced by Dg, organic matted and lime. This study revealed that the aggregate stability and soil permeability are the two important dependent soil properties affecting soil erodibility (K), affected by mineral particles, organic matter and lime. Soil properties that increase the aggregate stability and permeability can decline the soil erodibility. Lime is one of the soil properties that has an important role in declining the soil erodibility in soils of the semi-arid regions.
  • M. Falahatgar, A. Bahremand, V.B. Sheikh, A. Atrakchali Page 125
    Vegetation as one of the main effective factors in the flow resistance directly influence the flow velocity by increasing the surface roughness. The calculation of flow velocity in hydraulic, hydrology science and all water projects, particularly river engineering, flood control, also for hydraulic and hydrologic modeling is necessary. One of the methods used for determing the velocity of flow is using the manning equation. In this research, some field experiments have been carried out to simulate runoff flow on two slops in order to determine the effects of vegetation on manning roughness coefficient on the hillslope of Aghghala in Golestan province. These experiments have been done on two rectangular plots, with a width of 2 meters, length of 18 meters, on two different slops i.e. 4.1, 12.9 percent. The runoff was generated by pumping water out of a reservoir. The experiments were done firstly with vegetation and then the vegetation was removed from the plots and the experiments were repeated. Totally, these experiments were repeated 20 times. The slope, vegetation percentage, flow discharge rate for the hillslope were measured. Then, in each repetition, the flow velocity was calculated and also the hydraulic radius in 6 sections were determined. The manning roughness coefficient, with vegetation and without vegetation, determined using the manning equation for the two hillslopes was 0.0557, 0.0510 for low slope hill and 0.0652, 0.0564 for the high slope hill. After the calculation of manning coefficient of all repetitions, the T test results showed that the vegetation can significantly increase the roughness coefficient. The structure of the field experiments as well as the fact that sheet flow runoff and unsubmerged vegetation being the focus of the study were new in this research and there is no enough knowledge on them.
  • N. Noura, A. Khaksafidi, T. Razeei Page 143
    Selecting the designing rainfall is a basic step in many commonly used methods for estimation of design floods. Design rain that results in design flood has some characteristics such as time distribution of rainfall in rain period. In this research for derivation of time distribution of rainfall, the data of rain gauge station of Zabol station has been used. All severe rainstorms in each station is located in 1, 2, 3, 6, 9, 12, 14 hours duration. The Pilgrim method was used based on storms separation into four quarters and estimation of rainfall percentage for each quartile and ranking. By averaging ranks in each quartile, specifying index rank the final pattern of each time duration is obtained. To statistically evaluate the obtained patterns with durations of interest, Chi square test was used after establishing a contingency table. Based on Huff method, in every time duration based on this fact that in which quarter the maximum rain has happened, the first, second, third and fourth rainstorms were defined and the related charts with 10 to 90% probability were prepared. The result of two method comparisons shows that: The Pilgrim method is an easier and more expressive method than the Huff method and if suitable data are available, regardless of simplicity it is an accurate method. Comparison of Pilgrim temporal rainfall pattern with Huff, and fifty percent rainfall distribution probability curve, shows that the result of these two methods in every time distribution are the same pattern. The best design conditions of Huff probability curves in each quartile is to consider the first, second, third and forth quartile. In this condition determined curves will be more clear and accurate.
  • M. Mousavi-Baygi, B. Ashraf, A. Nezami Page 161
    Freezing and thaw cycles that appear due to consistent decrease and increase of temperature in the short-term period are the important factors of damage to crop and garden plants in susceptible area. In this research to calculate the relative frequency of freezing and thaw cycles in the Khorasan Razavi province, the daily minimum and maximum temperatures of 9 synoptic stations were used over 20 statistic years (1989-2008). Also 6 distinct range of temperatures including: the minimum temperatures lower and equal to -2 and the maximum temperatures greater and equal to 2 (A), the minimum temperatures lower and equal to -3 and the maximum temperatures greater and equal to 3 (B), the minimum temperatures lower and equal to -5 and the maximum temperatures greater and equal to 5 (C), the minimum temperatures equal to -2 and the maximum temperatures greater than 2 (D), the minimum temperatures equal to -3 and the maximum temperatures greater than 3 (E) and the minimum temperatures equal to -5 and the maximum temperatures greater than 5 were presented. Following processing by a computer program in the FORTRAN space, the averages of monthly, seasonal and annual number of days with this phenomenon were calculated for each station and then the relative frequencies of monthly and seasonal were obtained. Results showed that, relative frequency of freezing and thaw cycles in winter is highest, but cold-season cereals and fruit trees show lower damage than spring and autumn seasons, because of cold acclimation phenomenon in this season. Monthly investigation showed that in October, the probability of damage to crop plants such as cotton or sugar beet in regions such as Sabzevar, Gonabad and Kashmar is less than regions such as Mashhad, Sarakhs and Neyshabur. In March and April, fruit trees may have faced with damage in Neyshabur, Torbat heydariye and Golmakan. Also in these months, early implant of cotton is risky in regions such as Sabzevar, Kashmar and Neyshabur.
  • J. Fallahzade, M.A. Hajabbasi Page 179
    Soil carbohydrate, particulate organic carbon and distribution of organic matter in different aggregate fractions are factors affecting soil structure. This study was initiated in a clayey soil in Javanmardi plain (East Lordegan, central Zagros) to evaluate 1) the influence of conversion of degraded pasture to cropland (wheat fields) on total organic carbon (TOC), particulate organic carbon (POC), total nitrogen (Nt), dilute acid extractable carbohydrate (CHda), hot water extractable carbohydrate (CHhw), and 2) the amount of TOC, Nt and CHda inside of aggregates. Soils of degraded pasture and cropland were sampled in two depths of 0-5 and 5-15 cm. The results showed that carbohydrates and POC represent 3.6-6.5% and 39-52% of TOC in soils, respectively. Conversion of degraded pasture to cropland resulted in an increase in TOC, POC, Nt, CHda, and CHhw contents. For the degraded pasture, the amount of TOC, N and CHda were significantly different in aggregate size classes, and appeared to increase as size increased from 0.05 to 1 mm diameter. Nonetheless, there was no clear relationship between the size of aggregates and organic matter content for cropland. The POC/TOC ratio was higher in cropland compared to the degraded pasture, reflecting the coarser nature of organic inputs under cultivation. In general, results indicated that the OC contents in the macroaggregates were higher than those in the microaggregates fractions. This may resemble that the factors controlling the stability or destruction of macroaggegates can control the OC stocks in soils too.
  • S. Angebini, A. Honarbakhsh Page 195
    Potential evapotranspiration (ETp) rates are needed for irrigation scheduling. ETp rates are commonly estimated from weather parameters. The Fao-Penman Monteith, is now accepted for computation of ETp. This study examined the suitability of fuzzy logic for estimating daily potential evapotranspiration with grass reference crop compared with artificial neural networks, Fao-Penman Monteith and evapotranspiration pan. The daily climatic data of the Borojen station in Chaharmahale-Bakhtiari was used. The estimated ETp values from a fuzzy logic model using six input parameters resulted in RMSE=0.74 mm/day, R2=0.88 which has the highest correlation and the lowest error in comparison with other methods.